การกรองเป็นวิธีแยกของแข็งที่ไม่บริสุทธิ์ออกจากของเหลวหรือสารละลาย หรือเป็นการแยกสารที่เป็นของแข็งที่อยู่ในรูปของผลึกหรือตะกอนออกจากของเหลวหรือสารละลายโดยใช้ตัวกรอง เช่น กระดาษกรอง, Membrane filter ฯลฯ การกรองที่มีประสิทธิภาพดีนั้นขึ้นอยู่กับการเลือกอุปกรณ์ การกรองที่เหมาะสมกับลักษณะของตะกอนและใช้เทคนิคการทำที่ถูกต้อง ต่อไปนี้จะขอกล่าวถึงเทคนิคเกี่ยวกับการกรองที่สำคัญฯ
การเลือกตัวกรอง
ตัวกรองมีหลายประเภท ผู้ทดลองจะใช้ตัวกรองประเภทใดนั้นขึ้นอยู่กับลักษณะของตะกอนหรือสารที่ต้องการจะแยก รวมทั้งความต้องการที่จะแยกตะกอนทั้งหมดออกจากสารละลายให้มากน้อยเพียงใด ตัวกรองที่นิยมใช้กันทั่ว ๆ ไปมีดังนี้
กระดาษกรอง
กระดาษกรองมีหลายชนิดแต่ละชนิดใช้ได้เหมาะสมกับลักษณะและขนาดของตะกอน ตลอดจนจุดประสงค์ของการแยกตะกอนด้วย เช่น กระดาษกรองที่ใช้ในคุณภาพวิเคราะห์ เป็นกระดาษกรองที่เมื่อเผาแล้วมีปริมาณของขี้เถามากพอสมควรคือประมาณ 0.7-1.0 มก. สำหรับกระดาษที่มีเส้นผ่าศูนย์กลาง 9 ซม. กระดาษกรองชนิดนี้ จึงไม่เหมาะในปริมาณวิเคราะห์แต่นำไปใช้อย่างกว้างขวางในการทำสารละลายใสหรือแยกของแข็งออกจากสารละลายทั่ว ๆ ไป สำหรับกระดาษกรองที่จะใช้ในปริมาณวิเคราะห์นั้นเป็นกระดาษกรองที่เมื่อนำไปเผาแล้วจะมีปริมาณของขี้เถ้าน้อย หรือไม่มีขี้เถ้าเลย เมื่อเผากระดาษกรองชนิดที่มีขี้เถ้าน้อยขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 11 ซม. จะมีขี้เถ้าอย่างต่ำประมาณ 0.06 มก. ส่วนชนิดไม่มีขี้เถ้าเมื่อเผาแล้วจะมีขี้เถ้าประมาณ 0.0 มก. หรือน้อยกว่า ซึ่งน้ำหนักของขี้เถ้าดังกล่าวนี้นับว่าเป็นส่วนน้อยมาก ในปริมาณวิเคราะห์จึงตัดทิ้งได้ กระดาษกรองชนิดนี้จึงนิยมใช้ในปริมาณวิเคราะห์ทั่ว ๆ ไป กระดาษกรองอีกชนิดหนึ่งเรียกว่า Hardened grade papers เป็นกระดาษกรองที่ใช้กับการกรองด้วยระบบสุญญากาศ เพราะมีพื้นผิวค่อนข้างแข็งเหนียวเมื่อเปียกมีทั้งชนิดธรรมดาและชนิดมีขี้เถ้าน้อยหรือไม่มีขี้เถ้าเลย
เนื่องจากกระดาษกรองมีขนาดแตกต่างกัน ผู้ทดลองต้องเลือกใช้ให้เหมาะสมกับปริมาณของตะกอนตามปกติกระดาษกรองที่ใช้กันมากมีเส้นผ่าศูนย์กลาง 9 ซม. และ 11 ซม. เมื่อกรองแล้วควรให้มีตะกอนบนกระดาษกรองประมาณ 3/4 ของกระดาษกรอง ดังนั้นจึงต้องพิจารณาก่อนว่าควรใช้กระดาษกรองชนิดใดจึงจะเหมาะสม
ได้กล่าวแล้วว่ากระดาษกรองมีหลายชนิด บางชนิดเนื้อหยาบบางชนิดเนื้อละเอียดและมีขนาดของรูพรุนแตกต่างกัน จึงต้องเลือกใช้ให้เหมาะสมกับขนาดของตะกอนด้วย เช่น ถ้าใช้กระดาษกรองที่มีเนื้อหยาบ ผลึกหรือตะกอนที่มีขนาดเล็กจะผ่านไปได้ และการกรองจะเป็นไปอย่างรวดเร็วแต่ถ้าใช้กระดาษกรองที่มีเนื้อละเอียดการกรองจะดำเนินไปอย่างช้า ๆ ได้ตะกอนมากเนื่องจากจะมีตะกอนผ่านไปได้เพียงเล็กน้อยเท่านั้น ด้วยเหตุนี้การเลือกใช้กระดาษกรองจึงควรคำนึงถึงชนิดของกระดาษกรองและอัตราเร็วในการกรองเป็นสิ่งสำคัญ
สำหรับกระดาษกรองที่มีผิวด้านหนึ่งเป็นผิวหยาบอีกด้านหนึ่งเป็นผิวละเอียดนั้น เมื่อเวลากรองจะต้องเอาด้านผิวหยาบขึ้นข้างขน ทั้งนี้เพื่อช่วยกระจายตะกอนไม่ให้ไปรวมกันตรงกันกรวย อันจะทำให้อัตราการกรองช้างลงได้
ต่อไปนี้จะขอยกตัวอย่างการเลือกใช้กระดาษกรองให้เหมาะสมกับลักษณะของตะกอนจากกระดาษกรองที่มีผู้ผลิต 3 แห่ง คือ W = กระดาษกรอง (Whatman, S&S = กระดาษ Schleicher and Schull และ RA = กระดาษ Reeve-Angle
ตาราง 1 การเลือกใช้กระดาษกรองให้เหมาะสมกับลักษณะของตะกอน (กระดาษกรองที่ใช้ในคุณภาพวิเคราะห์หรือที่ใช้ทั่ว ๆ ไป)
W | S&S | RA | เนื้อ | ความเร็ว | ใช้สำหรับ |
4 | 604 | 202 | หยาบ | เร็วมาก | ตะกอนคล้ายวุ้น |
1 | 595 | 271 | ปานกลาง | ปานกลาง | ตะกอนเป็นผลึก |
3 | 602 | 201 | ปานกลาง | ช้า | ตะกอนเป็นผลึกละเอียด(นิยมใช้กับกรวยบุชเนอร์) |
ตาราง 2 การเลือกใช้กระดาษกรองให้เหมาะสมกับลักษณะของตะกอน (กระดาษกรอง ที่ใช้ในปริมาณวิเคราะห์)
W | S&S | RA | เนื้อ | ความเร็ว | ใช้สำหรับ |
41 | 589 บลูรินบอน | – | หยาบ | เร็วมาก | ตะกอนคล้ายวุ้น |
40 | 589ไวรท์ริบบอน | – | ปานกลาง | เร็ว | ตะกอนเป็นผลึก |
42 | 589 แบล็กกริบบอน | – | ปานกลาง | ช้า | ตะกอนเป็นผลึกละเอียด |
เนื่องจากกระดาษกรองไม่เหนียวจึงมีข้อเสียตรงที่มักจะขาดง่าย โดยเฉพาะเมื่อถูกกับ รีเอเจนต์บางชนิด นอกจากนี้กระดาษกรองยังดูดความขึ้นได้มาก การชั่งหาน้ำหนักของตะกอนบนกระดาษกรองจึงไม่ใช่น้ำหนักที่แท้จริง ดังนั้นจึงต้องเผากระดาษกรองให้เป็นขี้เถ้าเสียก่อนจึงจะนำไปชั่ง ซึ่งมีผลเสียตามมาก็คือเมื่อกระดาษกรองถูกเผาจะมีคาร์บอนเกิดขึ้น และมักจะไปรีดิวซ์โลหะที่เป็นองค์ประกอบของตะกอนได้ หากกระดาษกรองมีขี้เถ้ามากก็ไม่เหมาะสำหรับปริมาณวิเคราะห์
ที่มา http://www.envi.cmru.ac.th/instrument/chapter1_t7.html